JP2013240575A - 粒子線回転照射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】荷電粒子ビーム14を照射する照射ノズル8と、荷電粒子ビーム14を照射ノズル8へ輸送するビーム輸送部15とを有し、アイソセンタを中心に回転可能な回転部1と、を備え、ビーム輸送部15は、3個以上の偏向電磁石6を有し、偏向電磁石6の偏向面のいずれか2つを選択して偏向面対とした場合に、少なくとも1つの偏向面対における2つの偏向面が、同一平面になく、かつ平行でもなく、かつ直行していないように、偏向電磁石6が配置されたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
もある。なお、偏向電磁石は、通常、磁極が2つである2極電磁石である。
Δx=η×Δp/p0 ・・・(1)
寄与が許容できる範囲まで小さくすることが要求される。
図1は本発明の実施の形態1による粒子線回転照射装置を示す側面図であり、図2は本発明の実施の形態1による粒子線回転照射装置を示す正面図である。図3は、本発明の実施の形態1によるビーム輸送部を示す図である。粒子線回転照射装置20は、アイソセンタの周りを回転する回転部1と、回転部1を支える支持台4a、4bと、回転部1を回転させる回転駆動系(図示せず)とを備える。回転部1は、胴体部13と、荷電粒子ビーム14を輸送するビーム輸送部15と、荷電粒子ビーム14を照射対象19に照射する照射ノズル8(図3参照)と、ビーム輸送部15と重量バランスをとるためのウェイト7を備える。胴体部13は、フロントリング2と、リアリング(ベアリング)3と、複数の支持部材10とを有し、ビーム輸送部15を支える構造体である。
は、複数の4極電磁石の磁場強度の値を調整することで行われる。2極電磁石は、そもそも荷電粒子ビームをアイソセンタまで導く目的あり、偏向角度は決められており、2極電磁石の磁場の値が決まっているので、分散関数ηx、ηy及びその傾きηx’、ηy’を調整するには、2極電磁石の磁場の値を変更することにより調整することができない。2極電磁石とは異なり、4極電磁石は、荷電粒子ビームの収束または発散作用の目的もあるが、こちらは一意的に磁場の値を決めるわけではないため、4極電磁石の磁場は、分散関数ηx、ηy及びその傾きηx’、ηy’を調整する調整パラメータとなる。
図5は本発明の実施の形態2による粒子線回転照射装置を示す側面図であり、図6は本発明の実施の形態2による粒子線回転照射装置を示す正面図である。実施の形態2の粒子線回転照射装置20は、開放型ではない構造である。最後の2個の偏向電磁石6b、6cが一列に並ばないために、特許文献1や特許文献4の粒子線回転照射装置に比べて、患者が治療を受ける際に入る横穴部分である内室の間口を広くとることができ、比較的開放的な回転ガントリを実現することができる。実施の形態2の粒子線回転照射装置20は、開放型としないため、実施の形態1の粒子線回転照射装置20に比べて、照射ノズル8の支持が容易にできるメリットがある。
実施の形態1では、複数の4極電磁石の設置位置、設置数、磁場の値を調整すれば、ビーム輸送部15のビーム経路をねじったような、すなわち実施の形態1のような粒子線回転照射装置20であっても、ビーム輸送部15の出口やアイソセンタにおいて、分散関数ηx、ηyとその傾きηx’、ηy’を0または十分小さい値にすることができ、ビーム幅の運動量分散依存性を小さくすることが可能であることを説明した。実施の形態3では、4極電磁石5の磁極の配置位置を工夫することで、アイソセンタにおいてxy相関のないビーム輸送ができることを説明する。
Claims (10)
- 加速器により加速された荷電粒子ビームを、アイソセンタを中心にした任意の角度方向から照射する粒子線回転照射装置であって、
前記荷電粒子ビームを照射する照射ノズルと、前記荷電粒子ビームを前記照射ノズルへ輸送するビーム輸送部とを有し、前記アイソセンタを中心に回転可能な回転部と、を備え、前記ビーム輸送部は、3個以上の偏向電磁石を有し、
前記偏向電磁石の偏向面のいずれか2つを選択して偏向面対とした場合に、少なくとも1つの偏向面対における2つの偏向面が、同一平面になく、かつ平行でもなく、かつ直行していないように、前記偏向電磁石が配置されたことを特徴とする粒子線回転照射装置。 - 前記ビーム輸送部は、前記偏向電磁石の偏向面のいずれか2つを選択して偏向面対とした場合に、全ての偏向面対における2つの偏向面が、同一平面になく、かつ平行でもなく、かつ直行していないように、前記偏向電磁石が配置されたことを特徴とする請求項1記載の粒子線回転照射装置。
- 前記ビーム輸送部は、その出口における前記荷電粒子ビームの分散関数の値及び、前記荷電粒子ビームの進行方向に対する前記分散関数の傾きの値を、前記アイソセンタにおける前記荷電粒子ビームのビーム幅が許容範囲内となるように、前記偏向電磁石の磁場が設定されたことを特徴とする請求項1または2に記載の粒子線回転照射装置。
- 前記ビーム輸送部は、3個の前記偏向電磁石を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の粒子線回転照射装置。
- 前記ビーム輸送部は、その最下流の前記偏向電磁石が、照射室の照射室壁に対して斜めに配置され、
前記照射ノズルは、前記照射室の内側に配置されたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の粒子線回転照射装置。 - 前記ビーム輸送部は、
その最下流側から2つの前記偏向電磁石が、当該2つの偏向電磁石の中心を結んだ線及び前記アイソセンタを含む面が前記回転部の回転軸に対して斜めになるように配置されたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の粒子線回転照射装置。 - 前記ビーム輸送部は、前記荷電粒子ビームの収束及び発散する作用方向が、上流側直近及び下流側直近の前記偏向電磁石の偏向面に対して平行でもなく、かつ垂直でもない4極電磁石を、少なくも1個有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の粒子線回転照射装置。
- 前記ビーム輸送部は、その最下流側から2番目の前記偏向電磁石より前のドリフト区間に、前記荷電粒子ビームの収束及び発散する作用方向が、上流側直近及び下流側直近の前記偏向電磁石の偏向面に対して平行でもなく、かつ垂直でもない4極電磁石を、少なくも1個有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の粒子線回転照射装置。
- 前記照射ノズルは、前記荷電粒子ビームの照射野を拡大する少なくとも2個で1組の照射野拡大用電磁石もしくは前記荷電粒子ビームを走査するための少なくとも2個で1組のスキャニング電磁石を有し、
前記照射野拡大用電磁石もしくは前記スキャニング電磁石は、その2極磁場の方向が、前記ビーム輸送部における最下流側の前記偏向電磁石の磁場方向に対して平行又は垂直になるように配置されたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の粒子線回転照射装置。 - 前記ビーム輸送部は、その最下流側の前記偏向電磁石と、その最下流側から2番目の前記偏向電磁石との間に、前記荷電粒子ビームの照射野を拡大する少なくとも2個で1組の照射野拡大用電磁石もしくは前記荷電粒子ビームを走査するための少なくとも2個で1組のスキャニング電磁石を有し、
前記照射野拡大用電磁石もしくは前記スキャニング電磁石は、その2極磁場の方向が、前記ビーム輸送部における最下流側の前記偏向電磁石の磁場方向に対して平行又は垂直になるように配置されたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の粒子線回転照射装置。
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